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磁性微型机器人的自动化操控研究综述

控制理论与应用 2024年第4期41卷 667-680页

作者：刘佳徐天添吴新宇中国科学院深圳先进技术研究院广东深圳518055

微型机器人是指尺度在毫米及其以下(几百纳米到几毫米)的一类机器人,是机器人研究领域的一个重要分支.低强度电磁场无线操控的微型机器人,可以在狭小的空间运动,完成复杂的作业任务,在微操作、靶向药物输送和体内传感标记等生物医学研... 详细信息

微型机器人是指尺度在毫米及其以下(几百纳米到几毫米)的一类机器人,是机器人研究领域的一个重要分支.低强度电磁场无线操控的微型机器人,可以在狭小的空间运动,完成复杂的作业任务,在微操作、靶向药物输送和体内传感标记等生物医学研究中有着广泛的应用前景.经历几十年的发展,研究人员在机器人的结构设计、微纳制作和伺服控制方面贡献了许多重要理论和实践成果.本文旨在介绍自动化方法在磁性微型机器人中的应用,主要包含运动建模、闭环控制和路径规划方面的研究内容,并讨论磁性软体微型机器人在建模与运动控制方面存在的挑战.最后,提出磁性微型机器人在控制与规划方面的研究方向.

关键词：磁驱动磁性微型机器人磁性软体微型机器人闭环控制路径规划

Nb_(3)Sn超导线材中Ta层的去除及腐蚀机理

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金属学报 2024年第7期60卷 968-976页

作者：高瞻张泽荣程军胜王秋良中国科学技术大学稀土学院合肥230026 中国科学院赣江创新研究院赣州341119 中国科学院电工研究所北京100190

高质量的超导接头对于超导磁体的建造和后期稳定运行有着关键的作用。然而,针对Nb_(3)Sn线材,常常因为内部Ta阻挡层的存在而影响超导接头的制备。为了探究Nb_(3)Sn超导线材中Ta阻挡层的去除方法,选取内锡法制备的Nb_(3)Sn超导线材为实... 详细信息

高质量的超导接头对于超导磁体的建造和后期稳定运行有着关键的作用。然而,针对Nb_(3)Sn线材,常常因为内部Ta阻挡层的存在而影响超导接头的制备。为了探究Nb_(3)Sn超导线材中Ta阻挡层的去除方法,选取内锡法制备的Nb_(3)Sn超导线材为实验对象,研究了线材在HF溶液、HF气氛、HF和H_(2)O_(2)混合溶液以及HF和HNO_(3)混合溶液中的腐蚀行为和特征,利用SEM和OM分析了线材微观结构和腐蚀形貌。结果表明,Ta层在HF和HNO_(3)混合溶液中腐蚀最快,在HF和H_(2)O_(2)混合溶液中次之,在HF气氛中较慢,在HF溶液中最慢。综合腐蚀后效果,采用HF和H_(2)O_(2)混合溶液进行腐蚀是去除Nb_(3)Sn超导线材中Ta阻挡层的最佳方法。同时,选取高纯Ta片为研究对象,分别在上述介质中进行腐蚀实验,并通过OM、XRD和XPS观察和分析试样腐蚀形貌、物相结构变化和腐蚀溶液中的元素价态,揭示了Ta的腐蚀机理,氧化剂的存在可以通过加快Ta表面Ta_(2)O_(5)膜的形成来加快HF对Ta的腐蚀速率。

关键词： Nb_(3)Sn超导线超导接头 Ta HF腐蚀

智慧农业助力粮食生产节本增产增效的“九步法”

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中国科学院院刊 2024年第1期39卷 198-209页

作者：高树琴胡兆民王竑晟张晓博张玉成中国科学院计算技术研究所北京100190 呼伦贝尔农垦集团呼伦贝尔021008 中国科学院科技促进发展局北京100864 北京国科伏羲科技有限公司北京100080

粮食安全是治国理政的头等大事。新中国成立以来,高标准农田建设、农业机械化发展、农业技术提升等均为粮食增产增效作出了贡献。在当前严守18亿亩耕地红线的局势下,大水大肥等依靠农用物资投入提升粮食产量的增长效应已进入平台期,持... 详细信息

粮食安全是治国理政的头等大事。新中国成立以来,高标准农田建设、农业机械化发展、农业技术提升等均为粮食增产增效作出了贡献。在当前严守18亿亩耕地红线的局势下,大水大肥等依靠农用物资投入提升粮食产量的增长效应已进入平台期,持续增产的空间有限。在信息化、智能化、物联网、大数据和人工智能等新技术快速发展的背景下,将数字经济与农业传统产业融合,发展智慧农业,将是我国粮食增产增效的新增长点。围绕粮食生产的产前、产中、产后3个阶段,针对从整地到粮食入库的全过程,文章提出了智慧农业的“九步法”,即“两精”“三变”“三减”“一用”,并分别阐述了每个环节的内涵、存在的技术瓶颈和对粮食生产节本增效的作用。最后,针对我国智慧农业发展,就大数据的获取、标准化、应用和安全提出了建议。

关键词：粮食安全智慧农业农业大数据 “九步法”

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面向模拟智能的计算系统

中国科学院院刊 2024年第1期39卷 17-26页

作者：谭光明贾伟乐王展元国军邵恩孙凝晖中国科学院计算技术研究所北京 100190

科学研究中的计算机模拟称为科学模拟(scientific simulation),文章从其狭义和广义层面出发,把科学模拟分为数值计算(numerical computation)、模拟智能(simulation intelligence)和科学大脑(science brain)3个阶段,并描述了各阶段的特... 详细信息

科学研究中的计算机模拟称为科学模拟(scientific simulation),文章从其狭义和广义层面出发,把科学模拟分为数值计算(numerical computation)、模拟智能(simulation intelligence)和科学大脑(science brain)3个阶段,并描述了各阶段的特征.目前,科学模拟正在进入模拟智能阶段,即在科学大数据和人工智能的驱动下,科学模拟正从传统的数值计算逐步转向与人工智能相融合的模拟方式.文章针对支撑模拟智能阶段的计算系统展开讨论,阐述了其设计指导思想、基本方法和关键技术等问题.

关键词：科学模拟模拟智能人工智能计算系统 Z级计算

来源：博看期刊评论

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关于信息领域科技成果转化的一点思考

中国科学院院刊 2024年第2期39卷 367-372页

作者：孙凝晖李小娟中国科学院计算技术研究所北京100190

促进科技成果转化一直是我国科技创新政策关注的重点。但是,由于科技成果的特殊性、复杂性和专业性,使得科技成果转化难成为世界各国面临的共性问题。我国的科技成果转化工作同样存在许多值得商榷和探索的地方,尤其是对于科研院所是否... 详细信息

促进科技成果转化一直是我国科技创新政策关注的重点。但是,由于科技成果的特殊性、复杂性和专业性,使得科技成果转化难成为世界各国面临的共性问题。我国的科技成果转化工作同样存在许多值得商榷和探索的地方,尤其是对于科研院所是否能以创办企业的方式做成果转化,还存在争议。文章以信息技术领域为例,通过分析知识产权许可转让、产学研合作、创办企业等几种主要的成果转化形式的优缺点和适用场景,对这个问题发表一点看法。

关键词：科技成果转化知识产权许可转让产学研合作企业创办

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可见光抗菌的单向导湿自泵织物

发光学报 2024年第5期45卷 853-860页

作者：王健时连鑫葛介超中国科学院理化技术研究所光化学转换与功能材料重点实验室北京100190 中国科学院大学未来技术学院北京100049 中国科学院理化技术研究所中国科学院仿生材料与界面科学重点实验室北京100190

具有湿度管理和抑菌性能的功能织物可以有效提高穿着舒适度。现有方法往往通过在亲水织物表面物理浸涂抗菌剂,虽然可起到短效抑菌作用,但会导致抗菌剂大量突释,引起皮肤不适,抗菌能力快速减弱。本文利用静电纺丝方法制备了一种掺杂可见... 详细信息

具有湿度管理和抑菌性能的功能织物可以有效提高穿着舒适度。现有方法往往通过在亲水织物表面物理浸涂抗菌剂,虽然可起到短效抑菌作用,但会导致抗菌剂大量突释,引起皮肤不适,抗菌能力快速减弱。本文利用静电纺丝方法制备了一种掺杂可见光激发抗菌光敏剂的自泵织物(Self-pumping textile,SPT),实现了汗液的单向移除同时高效抗菌。自泵织物由疏水的聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)纤维和亲水的碱水解醋酸纤维素(CA)纤维组成,其中亲水纤维中掺杂了具有高活性氧产生能力的聚噻吩(PT2)光敏剂。在接触角导液模型中,我们证实了导液时间随疏水层厚度增加而延长,当疏水层电纺时间为60 s时,水分可以在10 s内从疏水层单向导出到亲水层。使用功率为25 mW/cm^(2)的氙灯光模拟日常太阳光进行抗菌,结果表明,10 min可以杀灭95%以上的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。本工作为功能性织物的设计提供了一种新的思路。

关键词：自泵织物单向导湿可见光抗菌光动力

基于注入锁定技术的单频连续高功率1342 nm Nd:YVO_(4)激光器

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红外与激光工程 2024年第1期53卷 114-120页

作者：周子涵王志敏薄勇张丰丰赵文成付莉何汉星崔大复彭钦军中国科学院理化技术研究所固体激光重点实验室北京100190 中国科学院理化技术研究所功能晶体和激光技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

研究了一种基于注入锁定技术的888 nm半导体激光器(LD)泵浦的高功率单频可调谐1 342 nm Nd:YVO_(4)激光器。采用最大输出功率20 mW分布式反馈单频半导体1 342 nm激光器作为注入种子,利用lock-in (LI)技术,对LD端泵的Nd:YVO_(4)环形腔激... 详细信息

研究了一种基于注入锁定技术的888 nm半导体激光器(LD)泵浦的高功率单频可调谐1 342 nm Nd:YVO_(4)激光器。采用最大输出功率20 mW分布式反馈单频半导体1 342 nm激光器作为注入种子,利用lock-in (LI)技术,对LD端泵的Nd:YVO_(4)环形腔激光器进行种子注入,实现了单频可调谐激光输出。激光器最大平均输出功率为13.9 W,测量的线宽为41 MHz,调谐范围为1 341.677 4~1 341.802 5 nm。x轴和y轴的光束质量M2因子分别为M_(x)^(2)=1.30和M_(y)^(2)=1.23。实验结果表明:与先前文献报道的注入锁定1 342 nm可调谐激光的结果相比,所需种子功率大幅减小,输出功率也有所提升。

关键词： Nd:YVO_(4)激光器连续波单频可调谐注入锁定

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单分支线性约束循环程序的终止性分析

软件学报 2024年第3期35卷 1307-1320页

作者：李轶唐桐中国科学院重庆绿色智能技术研究院自动推理与认知中心重庆400714 中国科学院大学北京100049

秩函数法是循环终止性分析的主要方法,秩函数的存在表明了循环程序是可终止的.针对单分支线性约束循环程序,提出一种方法对此类循环的终止性进行分析.基于增函数法向空间的计算,该方法将原程序空间上的秩函数计算问题归结为其子空间上... 详细信息

秩函数法是循环终止性分析的主要方法,秩函数的存在表明了循环程序是可终止的.针对单分支线性约束循环程序,提出一种方法对此类循环的终止性进行分析.基于增函数法向空间的计算,该方法将原程序空间上的秩函数计算问题归结为其子空间上的秩函数计算问题.实验结果表明,该方法能有效验证现有文献中大部分循环程序的终止性.

关键词：循环程序线性秩函数增函数终止性多阶段秩函数

红外高光谱大气探测仪(FY-3E/HIRAS-Ⅱ)在轨数据非线性校正方法

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红外与毫米波学报 2024年第1期43卷 98-105页

作者：黄硕顾明剑胡勇杨天杭邵春沅张春明中国科学院红外探测与成像技术重点实验室上海200083 中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049

风云三号E星(FY-3E)搭载的高光谱大气探测仪(HIRAS-Ⅱ)能够实现大气的垂直探测,具有高光谱、高灵敏度、高精度的特点。仪器在轨之后由于仪器衰减和环境变化的原因产生非线性响应,影响在轨定标精度。针对非线性响应的问题,提出了一种基... 详细信息

风云三号E星(FY-3E)搭载的高光谱大气探测仪(HIRAS-Ⅱ)能够实现大气的垂直探测,具有高光谱、高灵敏度、高精度的特点。仪器在轨之后由于仪器衰减和环境变化的原因产生非线性响应,影响在轨定标精度。针对非线性响应的问题,提出了一种基于带内光谱的非线性校正方法。首先基于带外低频光谱的非线性特征求解非线性校正系数,将此系数作为初值输入到辐射定标模型中,以星上测量的黑体带内光谱与理想光谱的偏差为目标函数,通过迭代优化非线性校正系数。通过辐射定标实验得出,校正后的黑体亮温偏差明显低于未校正和基于带外光谱的校正方法。将HIRAS-Ⅱ的观测数据与IASI进行交叉比对并计算平均亮温偏差和偏差绝对值,经过带内校正法非线性校正后的亮温平均偏差为-0.13 K,优于带外校正方法。

关键词： HIRAS-Ⅱ 非线性校正在轨定标带内光谱